unesp · 2015. 5. 29. · PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS unesp 4-O espaçamento interplanar (em nm) e o ângulo (em graus) de difração em primeira

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS

unesp

Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais

1º semestre de 2015

Informações e instruções para a resolução da prova

1. A prova deve ser realizada sem consulta;

2. A duração da prova é de 3 (três) horas;

3. É permitido o uso de calculadora;

4. Não é permitida a utilização de telefone celular como calculadora. Os telefones celulares devem

estar desligados e dentro de bolsas ou mochilas;

5. A prova deverá ser feita inteiramente neste caderno. Não será permitido o uso de folhas extras, nem

destacar as folhas deste caderno;

6. Após o início da prova, é proibida a saída da sala, a menos que a prova seja entregue e dada por

terminada. Portanto, não será permitido fumar ou atender celular;

7. Atenção: conferir nome e o número de inscrição no alto desta página. Na primeira página interna,

deve constar somente o número de inscrição;

8. A primeira parte da prova é constituída de 10 (dez) questões objetivas e é obrigatória e eliminatória.

A segunda parte da prova é classificatória, e deverá ser preenchida apenas pelos candidatos

interessados em constar na lista de espera para bolsas do Programa;

9. Os alunos regulares que realizarão a prova para fins de reclassificação, deverão resolver as duas

partes da prova;

10. Esta folha será destacada e mantida separadamente das demais folhas desta prova. A correção da

prova será realizada apenas pelo número de inscrição do candidato.

_______________________

Assinatura do candidato


unesp

1a parte

1- Qual das afirmações abaixo sobre ligações químicas não é verdadeira?

a) Elétrons de valência ocupam os níveis de energia mais externos dos átomos e são os

primeiros a interagir com átomos próximos;

b) Essencialmente, as diferenças entre as propriedades mecânicas do grafite e do diamante

se devem ao fato que os planos atômicos do grafite são unidos por ligações de van der

Waals;

c) A condutividade elétrica dos materiais com ligações covalentes não é, em geral, elevada,

pois os elétrons de valência estão presos nas ligações entre átomos;

d) Há quatro tipos de ligações de van der Walls: forças de London, interações de Debye e de

Keesom e pontes de hidrogênio;

e) Em muitos materiais, a ligação entre os átomos é uma combinação de dois ou mais tipos

de ligação química.

2- O número de átomos de ferro em uma nanopartícula com 3 nm de diâmetro é:

a) 13223;

b) 14161;

c) 1186;

d) 3230;

e) 24.

3- O número de átomos de nióbio por cm3 em uma liga que contém 24%p Nb e 76%p V é:

a) 2,33x1021

;

b) 1,02x1022

;

c) 1,02x1023

;

d) 6,02x1023

;

e) 2,01x1022

.


unesp

4- O espaçamento interplanar (em nm) e o ângulo (em graus) de difração em primeira ordem

do conjunto de planos (220) para o Fe irradiado com raio X monocromático com

comprimento de onda 0,1790 nm valem, respectivamente:

a) 0,1013 e 62,13;

b) 0,0438 e 124,26;

c) 0,1013 e 124,26;

d) 0,2866 e 62,13;

e) 0,0438 e 124,26.

5- Os índices de Miller para os planos a, b e c da figura abaixo são, respectivamente:

6- O número de átomos de Cu em uma amostra cilíndrica com 1,0 μm de diâmetro e 1,0 μm de

comprimento é:

a) 6,64x1010

átomos;

b) 6,02x1023

átomos;

c) 7,85x1011

átomos;

d) 6,64x1012

átomos;

e) 7,85x1010

átomos.

a) (1,2,0), (0,0,2) e (1,0,0);

b) (2,1,0), (2,0,0) e (0,1,0);

c) (1,2,0), (0,0,2) e (0,1,0);

d) (1,2,2), (0,0,2) e (0,1,0);

e) (2,1,0), (0,0,2) e (0,0,0).


unesp

7- O número de átomos de carbono e hidrogênio em um rolo com 304 mm de largura e 30,5 m

de extensão de filme de polietileno, (C2H4)n, com 12,7 μm de espessura e densidade 0,91

g/cm3 é, respectivamente:

a) 2,30x1024

e 4,60x1024

b) 6,02x1023

e 1,20x1024

c) 4,60x1024

e 9,20x1024

d) 4,60x1010

e 9,20x1010

e) 2,30x1010

e 4,60x1010

8- A densidade planar (em átomos por nm2) de átomos de tungstênio no plano (111) é:

a) 0,5;

b) 3,0;

c) 18,2;

d) 5,7;

e) 6,1.

9- As figuras mostram três planos cristalográficos de um metal hipotético. A estrutura

cristalina deste metal é:

a) Tetragonal de face centrada;

b) Tetragonal de corpo centrado;

c) Triclínica de face centrada;

d) Ortorrômbica de corpo centrado;

e) Ortorrômbica de face centrada


unesp

10- A 400° C, a fração de sítios vagos da rede do Al é 2,29x10

-5. Se a energia para a formação

de uma lacuna no alumínio é 0,76 eV, a fração de sítios vagos a 600° C será: (dado k =

8,62x10-5

eV/K)

a) 3,43x10-5

b) 8,82x10-4

c) 3,43x10-4

d) 2,01x10-3

e) 2,29x10-5


unesp

2ª parte

1) A fórmula de Hall-Petch, 1/2

0y Kd , relaciona o diâmetro médio d dos grãos com σy,

a tensão mínima necessária para causar deformação permanente (o limite de escoamento)

em um metal. O limite de escoamento de um aço com baixo teor de carbono e tamanho de

grão médio de 0,05 mm é 137,9 MPa. Se considerarmos o mesmo aço com tamanho de grão

de 0,007 mm, esse limite será de 275,8 MPa. Considerando que a fórmula acima seja válida,

qual deve ser o tamanho de grão para que o limite de escoamento desse aço seja 206,85

MPa? Nota: σ0 e K são constantes.


unesp

2) Durante um experimento de difração de raios X (λ = 0,7107 Å), foram obtidos picos de

difração em 37,3° e 46,2°. Sem qualquer outra informação disponível, qual dos dois planos

você esperaria que fosse mais susceptível a deslizamento? Justifique sua resposta.


unesp

3) Calcule o comprimento da aresta de uma célula unitária para uma liga que contém 95%p Pt

e 5%p Cu.


unesp

4) A energia potencial líquida EL entre dois íons adjacentes é algumas vezes representada pela

expressão

onde r representa a separação interiônica e C, D e ρ são

constantes cujos valores dependem do material especifico. Deduza uma expressão para a

energia de ligação E0 em termos da separação interiônica em condições de equilíbrio r0 e das

constantes D e ρ.


unesp

5) Para uma dada microestrutura policristalina de um elemento A, a penetração de um elemento

B se difundindo através de A tenderá a ser maior ao longo dos contornos de grão e ainda

maior ao longo da superfície de A. Pode-se aproximar o grau de penetração de B usando a

expressão:

1

2

x

s

C xerf

C Dt

Assumindo que o coeficiente de difusão através dos contornos de grão seja 1,0x10-10

m2/s,

calcule a penetração de B em A ao longo dos contornos de grão após 1 hora, sabendo que a

uma profundidade x a concentração Cx é 0,01 Cs. Compare este resultado com as

penetrações através do grão e ao longo da superfície, cujos coeficientes de difusão valem,

respectivamente, 10-14

m2/s e 10

-8 m

2/s.

Dado:


unesp

APÊNDICE – PROPRIEDADES DOS ELEMENTOS A TEMPERATURA AMBIENTE (20° C)

Elemento Z A (uma) Densidade (g/cm3) Estrutura Cristalina Raio atômico (nm)

Al 13 26,98 2,71 FCC 0,143

Ar 18 39,95 - - -

Ba 56 137,33 3,5 BCC 0,217

Be 4 9,012 1,85 HCP 0,149

B 5 10,81 2,34 Rhomb, -

Br 35 79,90 - - -

Cd 48 112,41 8,65 HCP 0,149

Ca 20 40,08 1,55 FCC 0,197

C 6 12,011 2,25 Hex, 0,071

Cs 55 132,91 1,87 BCC 0,265

Cl 17 35,45 - - -

Cr 24 52,00 7,19 BCC 0,125

Co 27 58,93 8,9 HCP 0,125

Cu 29 63,55 8,93 FCC 0,128

F 9 19,00 - - -

Ga 31 69,72 5,90 Ortho, 0,122

Ge 32 72,59 5,32 Dia, cubic 0,122

Au 79 196,97 19,32 FCC 0,144

He 2 4,003 - - -

H 1 1,008 - - -

I 53 126,91 4,93 Ortho, 0,136

Fe 26 55,85 7,87 BCC 0,124

Pb 82 207,2 11,35 FCC 0,175

Li 3 6,94 0,534 BCC 0,152

Mg 12 24,31 1,74 HCP 0,160

Mn 25 54,94 7,44 Cubic 0,112

Hg 80 200,59 - - -

Mo 42 95,94 10,22 BCC 0,136

Ne 10 20,18 - - -

Ni 28 58,69 8,90 FCC 0,125

Nb 41 92,91 8,57 BCC 0,143

N 7 14,007 - - -

O 8 16,00 - - -

P 15 30,97 1,82 Ortho, 0,109

Pt 78 195,08 21,45 FCC 0,139

K 19 39,10 0,862 BCC 0,231

Si 14 28,09 2,33 Dia, cubic 0,118

Ag 47 107,87 10,49 FCC 0,144

Na 11 22,99 0,971 BCC 0,186

S 16 32,06 2,07 Ortho, 0,106

Sn 50 118,69 7,3 Tetra, 0,151

Ti 22 47,88 4,51 HCP 0,145

W 74 183,85 19,3 BCC 0,137

V 23 50,94 6,1 BCC 0,132

Zn 30 65,39 7,13 HCP 0,133

Zr 40 91,22 6,51 HCP 0,159


unesp

RASCUNHO


unesp

RASCUNHO

Documents

unesp · 2015. 5. 29. · PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS unesp 4-O espaçamento interplanar (em nm) e o ângulo (em graus) de difração em primeira